کاهش اثرات نامطلوب عدم تقارن تابشی برای مسافران اتوبوس از طریق عدم تقارن وزشی تحت شرایط تابستانه

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

چکیده

بهبود شرایط آسایش حرارتی در وسایل نقلیه، بخصوص در وسایل نقلیه عمومی به دلیل محدودیت‌های طراحی در جانمایی دریچه‌ها، جمعیت زیاد و یکسان نبودن شرایط برای تمامی افراد، همواره با چالش‌های زیادی روبرو است. در این تحقیق تاثیر هم‏پوشانی عدم تقارن حرارتی و وزشی بر ایجاد شرایط حرارتی یکنواخت کلی و موضعی برای مسافران اتوبوس توسط مدل 65 نقطه‌ای آسایش حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، دمای هوای ورودی چنان تنظیم شده که بتواند شاخص میانگین رأی افراد را در محدوده مجاز نگه دارد. همچنین، برای حل معادلات جریان و انرژی از حلگر ایرپک و برای معادلات آسایش حرارتی موضعی از کد نویسی عددی استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که تحت شرایط عدم تقارن حرارتی، لازم است تا از یک الگوی توزیع جریان غیرمتقارن به منظور تأمین احساس حرارتی یکنواخت‌تر برای مسافران استفاده شود. در این صورت دمای هوا در ناحیه سر افراد در حدود ℃ 22 است که در مقایسه با الگوی جریان متقارن در حدود ℃ 2 کم‏تر است. نتایج مدل 65 نقطه‌ای نشان می‌دهد که استفاده از یک الگوی توزیع غیرمتقارن در اتوبوسی با شرایط حرارتی غیرمتقارن و سیستم تهویه اختلاطی عملکرد مطلوب-تری دارد و دمای سطح پوست در این حالت به حالت خنثی نزدیک‌تر است

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 [1] Shek KW, Chan WT (2008) Combined comfort model of thermal comfort and air quality on buses in Hong Kong. Sci Total Environ 389: 277-282.

 [2] Khamis Mansour M, Musa M, Hassan M, Saqr Kh (2008) Development of novel control strategy for multiple circuit, roof top bus air conditioning system in hot humid countries. Energy Convers Manage 49: 1455-1468.

[3] Lin TP, Hwang RL, Huang KT, Sun CY, Huang YC (2010) Passenger thermal perceptions, thermal comfort requirements, and adaptations in short- and long-haul vehicles. Int J Biometeorol 54: 221-230.

[4] Daithankar N, Udawant K, Karanth N (2015) Prediction of thermal comfort inside a midibus passenger cabin using CFD and its experimental validation. SAE Technical Paper.

[5] Pala U, Ridvan Oz H (2015) An investigation of thermal comfort inside a bus during heating period within a climatic chamber. Appl Ergon 48: 164-176.

[6] Wencan Z, Jiqing C, Fengchong L (2014) Experimental study on occupant’s thermal responses under the non-uniform conditions in vehicle cabin during the heating period. Chin J Mech Eng Engl Ed 27(2): 331-339.

[7] Chen Q (1995) Comparison of different k-e models for indoor air flow computations. Numer Heat Transfer Part B Fundam  28: 353-369.

[8] Zhang Z, Zhang W, Zhai Z, Chen Q (2007) Evaluation of various turbulence models in predicting airflow and turbulence in enclosed environments by CFD: Part-2: comparison with experimental data from literature. HVAC&R Research 13: 871-886.

[9] Wang M, Chen Q (2009) Assessment of various turbulence models for transitional flows in enclosed environment. HVAC&R Research 15: 1099-1123.

[10] Orszag SA, Yakhot V (1986) Renormalization group analysis of turbulence. J Sci Comput 1: 3-8.

[11] Fanger PO (1970) Thermal comfort analysis and applications in environmental engineering. McGraw-Hill, New York.

[12] ANSI/ASHRAE, Standard 55-2010 (2010) Thermal environmental conditions for human occupancy. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.

[13] ISO7730 (1994) Moderate thermal environments—Determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort. International Standards Organization.

[14]  Tanabe SI, Kobayashi K, Nakano J, Ozeki Y, Konishi M (2002) Evaluationof thermal comfort using combined multi-node thermoregulation (65MN) and radiation models and computational fluid dynamics (CFD). Energy Build 34: 637-646.

[15] Stolwijk JAJ (1970) Mathematical model of thermoregulation, physiological and behavioral temperature regulation. Charles C Thomas Publication, pp. 703-7211970  (chapter 48).

[16] Stolwijk JAJ (****) Mathematical model of physiological temperature regulation in man. NASA, CR-1855,1971.

[17] Ichihara M, Saitou M, Nishimura M, Tanabe S (1997) Measurment of convective and radiative heat trensfer coefficients of standing and sitting human body by using a thermal manikin. Journal of Architectural Planning and Environmental Engineering (AIJ) 501: 45-51.

[18] ASHRAE (2015) handbook HVAC application, Atlanta, GA: American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers,.

[19] Lin Zh, Tian L, Wang Q, Chow TT (2011) Experimental and numerical study of room airflow under stratum ventilation. Build Environ 46: 235-244.

[20] Jin Q, Li X, Duanma L, Shu H, Sun Y, Ding Q (2012) predictive model of local and overall thermal sensation for non-uniform enviroments. Build Environ 53: 330-344.